某半潜式钻井平台固定灭火系统改造设计

程伟俊，蒋爱国，刘芝亮

(中海油田服务股份有限公司 钻井研究院, 河北 三河 065201)

某半潜式钻井平台固定灭火系统改造设计

程伟俊，蒋爱国，刘芝亮

(中海油田服务股份有限公司 钻井研究院, 河北 三河 065201)

为满足CCS、DNV的规范要求，某半潜式钻井平台原固定灭火系统Halon 1301灭火系统改造为固定CO2灭火系统及FM-200灭火系统，根据项目改造的设计思路、计算方法和现场改造实践，成功为同类型平台固定灭火系统的改造提供了有益的借鉴与参考。

固定灭火系统；CO2灭火系统；FM-200灭火系统

1 原Halon 1301灭火系统

该平台原Halon 1301灭火系统为单元独立、全淹没灭火系统，其保护的14个区域及相应区域容积见表1所示。

表1 原Halon 1301灭火系统保护区域及区域容积 m3

2 改造设计

气体灭火剂对绝大多数物质没有破坏作用，灭火后不留痕迹、没有毒害，适用于扑救各种可燃、易燃液体和固体火灾，以及灭火前可切断气源的气体火灾。气体灭火剂具有不导电、不沾污物品、没有水渍损失、灭火效果好等优点。故改造后的固定灭火系统还是选用气体灭火系统，其工作流程图见图1。

图1 气体灭火系统工作流程图

气体灭火系统由火灾探测器、火灾报警控制器、固定灭火装置、管路和喷嘴等组成。其可以根据用户的需要，设计成单元独立系统或组合分配系统，对单区或多区采用全淹没或局部灭火方式扑救火灾。当发生火灾时，感温、感烟探测器将探测到的火灾信号通过火灾报警控制器进行逻辑分析后，发出灭火指令，开启容器阀，气体灭火剂经阀门、管道、喷嘴喷射到保护区内，迅速气化降温、隔绝氧气，扑灭火灾。

气体灭火系统按使用方法不同一般分为单元独立系统(一套系统保护一个保护区)和组合分配系统(一套系统保护多个保护区)。

固定CO2灭火系统广泛应用于海洋钻井平台。按目前各钻井平台固定灭火系统的类型，大部分选用固定CO2灭火系统，组合分配系统控制、全淹没灭火方式。故改造时首先考虑该灭火类型。但原Halon 1301灭火系统为单元独立系统，各保护区域较为分散，如果全部改为组合分配系统控制，一是需要较大的空间作为储瓶间及控制间，二是需要布较多的控制管路及气管路。

FM-200灭火系统即七氟丙烷(HFC-227ea)气体灭火系统，是美国消防协会和中国消防总局重点推荐使用的可取代Halon 1211、1301的洁净气体灭火系统，在海上油气生产设施上的应用也日渐广泛，目前已经在我国渤海和南海海域的多个海洋石油平台上得到了应用。

经综合考虑，决定对主甲板以上的6个机器舱室(固井房、应急发电机房、主变压器房、高压房、机舱、油处理间)采用固定CO2灭火系统，组合分配系统控制、全淹没灭火方式；对主甲板以上4个经常有人员值班的舱室(电报房、压载控制室、机控室、油漆库房)及主甲板以下浮箱4个泵舱采用FM-200灭火系统，单元独立系统控制、全淹没灭火方式。

3 改造后固定灭火系统实现

3.1 固定CO2灭火系统

固定CO2灭火系统，采用组合分配系统控制、全淹没灭火方式。

1)固定CO2储存气瓶数量及放喷管线通径确认。固井房、应急发电机房、主变压器房、高压房、机舱、油处理间所选用的CO2储存气瓶的容积为68 L，其充装率为0.67 kg/L，68 L 气瓶每瓶充装CO2灭火剂为45 kg，CO2气体的比容为0.56 m3/kg。

根据固定CO2灭火系统保护区域容积，经计算，得出表2结论。从表2知，固井房、高压房、主变压器房等6个防护区做成组合分配系统取所需瓶数最大值为34瓶。

根据规范，所需CO2量的85%能在2 min 之内喷入被保护区。通过增大各保护区的管径来实现。该项目采用按所需CO2量的85%在1 min之内喷入被保护区，通过增大各保护区的管径来实现，相关参数详见表3所示。

表2 固定CO2储存气瓶数及放喷管线通径 mm

表3 固定CO2灭火系统参数

2)固定CO2灭火系统图见图2所示。

3)固定CO2灭火系统电气系统布置图见图3所示。

4)固定CO2灭火系统储瓶间改造。根据平台布局及现场空间使用情况，选择右吊车底下原甲板消防站改造为CO2灭火系统储瓶间，并具备控制间功能。储瓶间改造内容包括旧消防站存放设备的移除，存放架的拆除，房间内部的防腐，对房间进行保温隔热处理，安装进、排风、空调系统，应急照明及通信电话配套设备。

3.2 FM-200灭火系统

图4为压载控制室FM-200灭火系统改造系统图，采用单元独立系统控制、全淹没灭火方式。根据计算，得出如表4所示的各项参数。图5为原理图。

3.3 系统管路的选择及电气系统的要求

释放管线应选用船用内、外热浸锌无缝钢管及接头表面镀锌(镀锌厚度不少于0.2 mm)，连接采用焊接形式，其固定用镀锌角钢和管卡，表面刷二度油漆(焊接处三度油漆)，壁厚选用SCH80。所有的控制管线、接头、遥控释放阀件选择316SS材质。根据原平台的应急关断控制及其它连锁保护、报警等，在新的设计、设备配套方案中设计电气及机械等接口，将遥控、操作、报警、控制、关停、遥控释放及报警等所有功能接入新系统。

图2 固定CO2灭火系统图

图3 固定CO2灭火系统电气系统布置图

图4 压载控制室FM-200灭火系统改造系统图

4 结束语

1)该平台固定CO2灭火系统及FM-200灭火系统的设计、制造及现场安装满足CCS、DNV要求，产品取得CCS船用产品证书。

2)固定灭火系统Halon 1301改造为CO2灭火系统及FM-200灭火系统在该平台的成功实践，并获得CCS、DNV船级社的认可，是该平台改造项目成功的重要组成部分。该项目改造的成功实践也为同类型平台固定灭火系统Halon 1301的改造提供了有益的借鉴与参考。

Process is stated for designing and improving a fixed firefighting system on semi-submersible drilling rig.In order to meet the rules of CCS and DNV,the rig would be modified with its original fixed fire fighting system Halon 1301 converted to FM-200 firefighting system.In this article,the reform design ideas are introduced including calculating method and reforming practice,which will be reference to same type of other driling rigs.

fixed firefighting system;carbon dioxide firefighting system;FM-200 fire fighting system

表4 FM-200灭火系统参数

图5 压载控制室FM-200灭火系统改造原理图

程伟俊(1981-)，浙江松阳人，工程师，大学本科，主要从事钻井平台厂修的管理和技术支持工作。

P75

10.13352/j.issn.1001-8328.2017.01.014

2016-06-28